JP6051835B2 - 映像出力装置、映像出力方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
また、非特許文献2や非特許文献3では、撮影されたパノラマ画像を再生時に繋ぎ合せることによって、ユーザが視線方向を自由に変えながら移動しているような映像を閲覧することができる。
非特許文献3では、経路上の分岐点では、次に移動可能な分岐先の動画像がリンク付けされているだけで、分岐前後で表示される映像間に連続性が無い。
なお、非特許文献2では、ユーザが移動できる範囲は予め設定されたルート上のみであり、経路上に分岐が存在しない。
しかし、この手法では、分岐点において視線方向の変化が生じ、人間が実空間で曲がる際の視線方向の変化ように、連続的に視線方向を曲げることができない。
第1の発明によって、経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際、第1の経路の視点位置における視線方向を、移動する際の角度と視点位置とに基づいて算出するので、全方位画像から切出す映像を滑らかに変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
また、これによって、経路をノードと有向ブランチ(有向エッジ)とから構成される有向グラフとして表現でき、また、全方位画像のフレームからなるシーケンスを有向ブランチの方向に対応させることができる。
また、これによって、視点位置が分岐点へ向かって進む際に、視線方向を、分岐点において移動先のブランチの方向となるように、視点位置に応じて線形に変化させることができるので、視点位置における全方位画像から切出した視線方向の視野画像も滑らかに変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
第2の発明によって、経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際、第1の経路の視点位置における視線方向を、移動する際の角度と視点位置とに基づいて算出するので、全方位画像から切出す映像を滑らかに変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
また、これによって、経路をノードと有向ブランチ(有向エッジ)とから構成される有向グラフとして表現でき、また、全方位画像のフレームからなるシーケンスを有向ブランチの方向に対応させることができる。
また、これによって、視点位置が分岐点へ向かって進む際に、視線方向を、分岐点において移動先のブランチの方向となるように、基準位置から分岐点までの視点位置に応じて線形に変化させることができるので、視点位置における全方位画像から切出した視線方向の視野画像も、分岐点の手前から、滑らかに変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
これによって、第1のブランチに対する第2のブランチのなす角に基づいて、視線方向を算出することができる。
第4の発明は、座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力するコンピュータであって、全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、を備える前記コンピュータが、前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力ステップと、前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出ステップと、前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出ステップと、前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力ステップと、を実行し、前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、さらに、前記第1のブランチにおける前記視点位置の第1の進行率を算出し、当該第1の進行率が閾値を最初に超える位置を基準位置とする判定ステップを実行し、前記視線方向算出ステップは、前記第1のブランチの前記基準位置から前記分岐点までの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出ステップが算出した角度と、前記基準位置から前記分岐点までの第2の進行率との積とすることを特徴とする映像出力方法である。
第6の発明は、コンピュータを、座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力する映像出力装置として機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力手段、前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出手段、前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出手段、前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力手段、として機能させ、前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、さらに、前記第1のブランチにおける前記視点位置の第1の進行率を算出し、当該第1の進行率が閾値を最初に超える位置を基準位置とする判定手段を実行させ、前記視線方向算出手段は、前記第1のブランチの前記基準位置から前記分岐点までの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出手段が算出した角度と、前記基準位置から前記分岐点までの第2の進行率との積とすることを特徴とするプログラムである。
Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。
CPUは、記憶部12、ROM、記憶媒体等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス18を介して接続された各装置を駆動制御し、映像出力装置1が行う後述する処理を実現する。ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持する。RAMは、揮発性メモリであり、ロードしたプログラムや、データ等を一時的に保持すると共に、制御部11が各処理を行うために使用するワークエリアを備える。
System)等が格納されている。これらのプログラムコードは、制御部11により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて実行される。
通信制御部14は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク間の通信を媒介する通信インターフェースであり、ネットワークを介して、他の装置間との通信制御を行う。
表示部16は、例えば、CRTモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路(ビデオアダプタ等)で構成され、制御部11の制御により入力された表示情報をディスプレイ装置上に表示させる。
周辺機器I/F部(インターフェース)17は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器I/F部17を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器I/F部17は、USBやIEEE1394やRS−232C等で構成されており、通常複数の周辺機器I/Fを有する。周辺機器との接続形態は、有線、無線を問わない。
バス18は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
本実施形態に係る映像出力装置1は、このような施設内を有向グラフにモデル化した経路内を連続的に移動する視点位置から見た任意の視線方向の視野画像を、全方位画像から切り出して表示するものである。
「位置情報X」及び「位置情報Y」とは、ノードの位置情報であり、ノードをXY二次元座標上に表した際の「X座標値」と「Y座標値」をそれぞれ格納する。ノード間の実際の距離は、ノード間の座標距離に実際の距離単位をかけることにより、算出することができる。
「起点ノード」には、ブランチの端点のうち撮影開始側のノードIDを格納し、「終点ノード」には、ブランチの端点のうち撮影終了側のノードIDを格納する。起点ノードから終点ノードに向かう方向を、ブランチの向きと定義する。「映像ID」には、ブランチに対応する全方位画像のシーケンスの映像IDを格納する。
図7(a)に示すように、ノードN1の位置座標Xにはx1格納され、位置座標Yにはy1が格納され、属性にはノードN1から派生するブランチの本数である3が格納される。ノードN2の位置座標Xにはx2格納され、位置座標Yにはy1が格納され、属性にはノードN2から派生するブランチの本数である3が格納される。ノードN3の位置座標Xにはx3格納され、位置座標Yにはy3が格納され、属性にはノードN3から派生するブランチの本数である1が格納される。ノードN4の位置座標Xにはx4格納され、位置座標Yにはy4が格納され、属性にはノードN4から派生するブランチの本数である1が格納される。
続いて、第1実施形態に係る視線方向転換処理について、図8〜図16を参照して説明する。図8は、第1実施形態に係る映像出力装置1の視線方向転換処理を示すフローチャートである。
なお、図10は、視点位置が位置する対象ブランチにおける進行率P等の模式図であり、あわせて説明する。
なお、視点位置は、対象ブランチのブランチIDと、進行率Pとによって、確定する。
進行方向Dとは、後述するユーザ入力画面41(図11参照)の前進ボタン45aが押された場合に視点位置が移動する方向である。
なお、この視線方向θは、図10に示した視線のずれを示すベクトル61と同一視できるものであるので、以下では、このベクトルも視線方向61という。
初期状態として、視線方向θは、例えば「0」などの値が、予め記憶されている。
図10においては、対象ブランチ22において進行方向D=1であるので、進行方向Dと反対にある端点は起点ノードであり、進行方向Dにある端点は終点ノードであって、この起点ノードから終点ノードへ向かうベクトルとX軸とのなす角度が、対象ブランチ22のブランチ角度θ1となる。
ユーザの視点位置60が移動可能な経路62とは、ノード情報25に格納されるノード21と、ブランチ情報26に格納されるブランチ22とによって構成される経路62である。
その他、図示しない終了ボタン等があってもよい。
コントローラ48は、ユーザが希望する方向に進むことができ、またユーザの視点位置60での視線方向61を自由に変えることができる。
こうすることにより、映像出力装置1の制御部11は、対象ブランチのブランチIDと進行率Pとによって確定される視点位置を更新する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、進行率Pを保持データ31として保持する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、進行方向Dを保持データ31として保持する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、視線方向θを保持データ31として保持する。
なお、進行方向DにあるノードIDは、保持データ31として保持する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、ユーザの選択によらず、例えば、視線方向θによって、移動先ブランチを選択してもよい。
なお、映像出力装置1の制御部11は、移動先ブランチのブランチIDを保持データ31として保持する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、対象ブランチに対する移動先ブランチの角度θ0を保持データ31として保持する。
次に、映像出力装置1の制御部11は、視点位置Dの進行方向の進行率である第1の進行率P1を算出する(ステップS19)。
具体的には、映像出力装置1の制御部11は、進行率Pを用いて、進行方向Dが1のときは、P1=Pとし、進行方向Dが0のときは、P1=1−Pとする。
なお、映像出力装置1の制御部11は、第1の進行率P1を保持データ31として保持する。
具体的には、映像出力装置1の制御部11は、進行率Pが0又は1になったか否か判定する。
なお、映像出力装置1の制御部11は、ユーザ入力画面41において、ユーザによって終了の指示が出された場合には、適宜処理を終了する。
以上で、第1実施形態に係る視線方向転換処理の説明は終了である。
例えば、ステップS20において、視線方向θを、第1の進行率P1と対象ブランチに対する移動先ブランチの相対角度θ0を用いて、θ=P1×θ0としたが、視線方向θは、分岐点(又は曲がり点)においてθ0で、第1の進行率P1に応じて滑らか(連続的)に変化させられればよく、一般にθ=f(P1,θ0)と表される。
また、例えば、ステップS17の移動先ブランチの決定と、ステップS18の相対角度の算出は、(進行方向Dが同一である間は)対象ブランチにおいて、一度行えばよいので、フラグ等を設けて、一度だけ移動先ブランチの決定及び相対角度の算出するようにしてもよい。
また、ステップS18において、ブランチの角度はX軸とのなす角としたが、例えば、Y軸とのなす角でもよい。
第1実施形態の映像出力装置1は、視点位置が分岐点(又は曲がり点)へ向かって進む際に、視線方向を、分岐点(又は曲がり点)において移動先ブランチの方向となるように、視点位置に応じて滑らかに変化させるので、視点位置における全方位画像から切出した視線方向の視野画像も滑らか変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
続いて、第2実施形態に係る視線方向転換処理について、図17〜図20を用いて説明する。図17及び図18は、第2実施形態に係る映像出力装置1の視線方向転換処理を示すフローチャートである。なお、図17及び図18において、丸A及び丸Bの記号は、処理が継続することを表す。
映像出力装置1の制御部11は、ユーザ入力画面41を表示部16に出力する(ステップS31)。ユーザ入力画面41は、第1実施形態に係る図11と同一である。
次に、映像出力装置1の制御部11は、視点位置の移動と視線方向の移動の入力を受付ける(ステップS32)。
次に、映像出力装置1の制御部11は、進行方向Dを算出する(ステップS34)。
次に、映像出力装置1の制御部11は、視線方向θを算出する(ステップS35)。
映像出力装置1の制御部11は、進行方向Dにあるノードが分岐点(又は曲がり点)であった場合(ステップS36でYes)は、ステップS37へ進み、そうでない場合(ステップS36でNo)は、ステップS45(図18)へ進む。
具体的には、映像出力装置1の制御部11は、例えば、第1の進行率P1が0.7を超えたか否かを判定する。
映像出力装置1の制御部11は、第1の進行率P1が所定の閾値を超えた場合(ステップS38でYes)は、ステップS39へ進み、そうでない場合(ステップS38でNo)は、ステップS45(図18)へ進む。
映像出力装置1の制御部11は、第1の進行率P1が所定の閾値をはじめて超えた場合(ステップS39でYes)は、ステップS40へ進み、そうでない場合(ステップS39でNo)は、ステップS43へ進む。
具体的には、映像出力装置1の制御部11は、この時(第1の進行率P1が閾値をはじめて超えた時)の第1の進行率P1を基準位置P0とする。
なお、映像出力装置1の制御部11は、基準位置P0を保持データ32として保持する。
次に、映像出力装置1の制御部11は、対象ブランチに対する移動先ブランチの角度(相対角度)を算出する(ステップS42)。
具体的には、映像出力装置1の制御部11は、第1実施形態と同様、対象ブランチに対する移動先ブランチの角度(相対角度)θ0を、(4)式により算出する。
次に、映像出力装置1の制御部11は、対象ブランチの視点位置に応じた全方位画像から、視線方向θの視野画像を切出す(ステップS45)。
映像出力装置1の制御部11は、視点位置が対象ブランチの端点に到達した場合(ステップS46でYes)は、ステップS47へ進み、そうでない場合(ステップS46でNo)は、ステップS31(図17)へ戻る。
なお、映像出力装置1の制御部11は、ユーザ入力画面41において、ユーザによって終了の指示が出された場合には、適宜処理を終了する。
以上で、第2実施形態に係る視線方向転換処理の説明は終了である。
例えば、ステップS44においては、第1実施形態での指摘と同様に、視線方向θは、分岐点(又は曲がり点)においてθ0で、第2の進行率P2に応じて滑らか(連続的)に変化させられればよく、一般にθ=f(P2,θ0)と表される。
また、ステップS42において、ブランチの角度はX軸とのなす角としたが、例えば、Y軸とのなす角でもよい。
第2実施形態の映像出力装置1は、視点位置が分岐点(又は曲がり点)へ向かって進む際に、視線方向を、分岐点(又は曲がり点)において移動先ブランチの方向となるように、分岐点(又は曲がり点)に近づいた基準位置から、視点位置に応じて滑らかに変化させるので、視点位置における全方位画像から切出した視線方向の視野画像も滑らか変化させることができ、高臨場感を演出することができる。
11・・・・・・制御部
12・・・・・・記憶部
15・・・・・・入力部
16・・・・・・表示部
21・・・・・・ノード
22・・・・・・ブランチ
25・・・・・・ノード情報
26・・・・・・ブランチ情報
27・・・・・・映像情報
31、32・・・保持データ
41・・・・・・ユーザ入力画面
42・・・・・・経路表示領域
43・・・・・・視野画像領域
44・・・・・・入力受付領域
48・・・・・・コントローラ
50・・・・・・全方位画像
51・・・・・・フレーム
52・・・・・・シーケンス
53・・・・・・視野画像
60・・・・・・視点位置
61・・・・・・視線方向
62・・・・・・経路
Claims (7)
- 座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力する映像出力装置であって、
全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段と、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力手段と、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出手段と、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出手段と、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力手段と、
を具備し、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
前記視線方向算出手段は、
前記第1のブランチの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出手段が算出した角度と、前記第1のブランチにおける前記分岐点までの進行率との積とする
ことを特徴とする映像出力装置。 - 座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力する映像出力装置であって、
全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段と、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力手段と、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出手段と、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出手段と、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力手段と、
を具備し、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
さらに、前記第1のブランチにおける前記視点位置の第1の進行率を算出し、当該第1の進行率が閾値を最初に超える位置を基準位置とする判定手段を具備し、
前記視線方向算出手段は、
前記第1のブランチの前記基準位置から前記分岐点までの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出手段が算出した角度と、前記基準位置から前記分岐点までの第2の進行率との積とする
ことを特徴とする映像出力装置。 - 前記角度算出手段は、
前記経路内の分岐点において、第1のブランチから第2のブランチへ移動する際の角度を、前記第1のブランチに対する前記第2のブランチのなす角として算出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の映像出力装置。 - 座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力するコンピュータであって、全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、を備える前記コンピュータが、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力ステップと、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出ステップと、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出ステップと、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力ステップと、
を実行し、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
前記視線方向算出ステップは、
前記第1のブランチの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出ステップが算出した角度と、前記第1のブランチにおける前記分岐点までの進行率との積とする
ことを特徴とする映像出力方法。 - 座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力するコンピュータであって、全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、を備える前記コンピュータが、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力ステップと、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出ステップと、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出ステップと、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力ステップと、
を実行し、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
さらに、前記第1のブランチにおける前記視点位置の第1の進行率を算出し、当該第1の進行率が閾値を最初に超える位置を基準位置とする判定ステップを実行し、
前記視線方向算出ステップは、
前記第1のブランチの前記基準位置から前記分岐点までの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出ステップが算出した角度と、前記基準位置から前記分岐点までの第2の進行率との積とする
ことを特徴とする映像出力方法。 - コンピュータを、座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力する映像出力装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力手段、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出手段、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出手段、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力手段、
として機能させ、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
前記視線方向算出手段は、
前記第1のブランチの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出手段が算出した角度と、前記第1のブランチにおける前記分岐点までの進行率との積とする
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータを、座標空間上に配置された経路内を移動する視点位置における視線方向の映像を出力する映像出力装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
全方位画像のフレームからなるシーケンスを、前記経路に対応付けて記憶する記憶手段、
前記視点位置及び前記視線方向を、連続的に移動させる入力手段、
前記経路内の分岐点において、第1の経路から第2の経路へ移動する際の角度を算出する角度算出手段、
前記第1の経路の前記視点位置における前記視線方向を、算出した前記角度と当該視点位置とに基づいて算出する視線方向算出手段、
前記視点位置における前記視線方向の映像を、前記全方位画像から切り出して出力する出力手段、
として機能させ、
前記経路は、ノードと有向ブランチとから構成され、
前記全方位画像のフレームからなるシーケンスは、前記有向ブランチごとに対応付けられ、
さらに、前記第1のブランチにおける前記視点位置の第1の進行率を算出し、当該第1の進行率が閾値を最初に超える位置を基準位置とする判定手段を実行させ、
前記視線方向算出手段は、
前記第1のブランチの前記基準位置から前記分岐点までの前記視点位置における前記視線方向を、前記角度算出手段が算出した角度と、前記基準位置から前記分岐点までの第2の進行率との積とする
ことを特徴とするプログラム。
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